錯題解析

拿牌問題:「拿不到第 13 張」要列成兩個不等式

數學.第 4 冊.2026/07/23.第 07 題(非選擇) | 主題:等差數列.不等式夾擠

題目

小羽在桌上由左而右排列 100 張牌,編號 1~100 號。 阿聖第 1 張先拿 8 號牌,之後均以牌上的號碼加上「固定的數」得到一個新的數,再依此數拿下一張牌。 請回答下列問題,並寫出完整的計算過程:
(1) 若阿聖拿走的第 5 張牌為 36 號牌,則此固定的數是多少?
(2) 若依此拿牌的規律,在阿聖拿走 12 張牌後,就無法再拿第 13 張牌了, 則他拿的最後一張牌的號碼是多少?
正確答案 (1):固定的數 = 78, 15, 22, 29, 36
正確答案 (2):最後一張是 96 號此時固定的數是 8,不是 7
題目原文

錯在哪裡

關鍵錯誤:把第 (1) 小題算出的「7」直接拿到第 (2) 小題用。
你的草稿寫出 8, 15, 22, 29, 36 —— 第 (1) 小題完全正確 ✓

第 (2) 小題是全新的情境:它沒有說第 5 張是 36 號, 而是給了另一個條件「剛好只能拿 12 張」。 固定的數要重新由這個條件解出來,答案是 8 而不是 7。

驗證一下如果沿用 7:第 13 張會是 8 + 12 × 7 = 92,92 ≤ 100,還拿得到! 這和題目說「無法再拿第 13 張」矛盾 —— 所以固定的數一定不是 7。

「無法再拿第 13 張」這句話要拆成兩個條件同時成立:
① 第 12 張拿得到(≤ 100) ② 第 13 張拿不到(> 100)
兩個不等式夾出唯一答案。只用一個條件會得到一整個範圍,不會有唯一解。

正確解法

(1) 求固定的數

Step 1 認出這是等差數列
每次都「加上固定的數」,所以拿牌的號碼是等差數列
首項 a₁ = 8,公差 = 固定的數 d第 n 張的號碼 = 8 + (n − 1)d
Step 2 代入第 5 張 = 36
8 + (5 − 1)d = 36 → 8 + 4d = 36 → 4d = 28 → d = 7 固定的數是 7。
驗算:8 → 15 → 22 → 29 → 36 ✓ 第 5 張確實是 36 號。

(2) 求最後一張牌的號碼

Step 3 重新設固定的數(不要沿用 7!)
這一小題的條件變了,設固定的數為 d(仍是正整數,因為牌是由左而右往後拿): 第 n 張的號碼 = 8 + (n − 1)d
Step 4 把「剛好拿 12 張」翻譯成兩個不等式
① 第 12 張拿得到 → 號碼不超過 100: 8 + 11d ≤ 100 → 11d ≤ 92 → d ≤ 8.36… ② 第 13 張拿不到 → 號碼超過 100: 8 + 12d > 100 → 12d > 92 → d > 7.66…
Step 5 夾出 d
7.66… < d ≤ 8.36… d 是正整數 → d = 8(唯一解)。
Step 6 求最後一張(第 12 張)的號碼
8 + (12 − 1) × 8 = 8 + 88 = 96 最後一張是 96 號牌。

驗算:把 12 張牌全部列出來

第幾張12345678910111213
號碼81624324048566472808896104 ✗

第 12 張是 96 ≤ 100,拿得到 ✓
第 13 張要 104,超過 100 張牌的範圍,拿不到 ✓
完全符合「拿走 12 張後就無法再拿第 13 張」。

順便檢查其他 d 為什麼不行

d第 12 張第 13 張實際能拿幾張
78592 ≤ 10014 張(不合)
896 ≤ 100 ✓104 > 100 ✓12 張 ✓
9107 > 10011 張(不合)

要記住的觀念

  • 「每次加固定的數」= 等差數列,第 n 項 = 首項 + (n − 1) × 公差。注意是 (n − 1) 不是 n。
  • 小題與小題之間的條件不一定共用。(2) 沒說第 5 張是 36,就不能沿用 d = 7。每一小題先看清楚它自己給了什麼。
  • 「剛好只能做 n 次」要列兩個不等式:第 n 次成立、第 (n+1) 次不成立。這是夾擠出唯一整數解的標準做法。
  • 一個不等式只會得到範圍,兩個才會得到唯一解。如果你只列一條就解出答案,多半是漏了條件。
  • 最後把數列實際列出來檢查。只有 12 個數字,寫出來一目瞭然,比任何推理都可靠。
  • 檢查「沿用舊答案」會不會矛盾。本題用 d = 7 算出第 13 張是 92(拿得到),立刻就知道不對。
為什麼答案一定是整數?

因為牌的編號是整數(1~100 號),而第一張是 8 號, 之後每張都是「前一張 + 固定的數」,若固定的數不是整數,就會出現 8.5 號這種不存在的牌。
所以 d 必須是正整數。

這一點很重要 —— 正因為 d 只能取整數, 「7.66 < d ≤ 8.36」這個範圍裡才會只剩下 d = 8 一個答案。 如果 d 可以是小數,這題就會有無限多解。
做應用題時,先想清楚未知數的「合理範圍與型態」(整數?正數?),常常就是解題的關鍵。

類題自我檢測

1. 同樣 100 張牌,阿聖第 1 張拿 5 號,每次加固定的正整數。 若他拿走 10 張後就無法再拿第 11 張,求固定的數與最後一張的號碼。
2. 承上,若他總共只能拿 4 張,固定的數有幾種可能?

看解答

1. ① 第 10 張拿得到:5 + 9d ≤ 100 → 9d ≤ 95 → d ≤ 10.55
 ② 第 11 張拿不到:5 + 10d > 100 → 10d > 95 → d > 9.5
 夾出 9.5 < d ≤ 10.55 → d = 10
 最後一張 = 5 + 9 × 10 = 95 號。(第 11 張要 105 > 100 ✗ 正確)

2. ① 5 + 3d ≤ 100 → d ≤ 31.67 ② 5 + 4d > 100 → d > 23.75
 → 23.75 < d ≤ 31.67 → d = 24, 25, …, 31 → 共 8 種
這題示範了:夾擠出來不一定只有一個答案,要看範圍裡有幾個整數。

我的原始作答

原始作答

草稿上的「8, 15, 22, 29, 36」把第 (1) 小題做得很漂亮 —— 用列舉的方式驗證公差,這個習慣非常好,請保持。
第 (2) 小題的問題是把上一小題的 7 當成已知條件繼續用
建議:每做一個新的小題,先在旁邊重寫一次「這一小題已知什麼」。 本題 (2) 只給了「首項 8」和「剛好拿 12 張」兩個條件, 寫出來就會發現公差是未知的、需要重新求。
另外,看到「剛好」「就無法再」這種字眼,立刻寫下兩行不等式 (第 12 張 ≤ 100、第 13 張 > 100),這是這類題目的固定招式。

複習標記

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